【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钻杆身份识别，特别涉及一种基于磁电感应的钻杆标识方法。
技术介绍
1、石油与天然气在能源供给、经济稳定、产业升级和地缘政治中起着举足轻重的作用。而钻杆作为油气钻井作业中的核心部件，其质量与性能直接影响到钻井作业的安全性和效率，进而影响到油气资源的开发和利用。但长期以来，对于钻杆的质量管控没有一个完整的全生命周期性的管理。其中关键的难点在于单根钻杆在整体的作业流转过程中，因为不具备全时域能被可靠读取的唯一身份标识，而无法被实时监控与定位。
2、目前钻杆身份标识技术主要为钢字码技术、二维码技术、芯片码技术等三种；在油气钻探作业实践中，已有标识技术均表现出诸多不足之处，即使采用了以射频识别(rfid)芯片技术为核心的芯片标识方式也不例外；而这些不足严重地制约钻杆的质量与性能管理。
3、钻杆身份标识问题，包括“将包含钻杆身份信息的物理标识与钻杆进行物理结合”的“钻杆赋码“和“对钻杆上已以物理方式赋有的信号编码进行检测读取”的“钻杆检码”两个方面；现有钻杆标识技术的缺点，也分别表现在这两个方面之中：
4、现有钻杆标识技术缺点如下：
5、1.钢字码技术缺点：
6、(1)钢字码技术对钻杆的赋码，是由人工在钻杆上手工敲击冲压而形成钢字编码，相应地，检码也只能通过人工肉眼视觉进行，在赋码、检码两个环节都易受操作人员注意力状态的影响，容易出错，效率低下；而且，更是极易受到钻杆上钢字所在部分清洁状态和环境光照等情况的不利影响；
7、(2)钢字在钻杆维护时难以避免被修
8、2.二维码技术缺点：
9、(1)检码与钢字码同样有易受钻杆上二维码所在部分清洁状态和环境光照等情况的不利影响而难检、误检的问题；
10、(2)附在钻杆表面的二维码无法抗御由钻杆在井下作业时高速旋转与井筒、井壁、泥浆等形成相对摩擦所带来的磨损，影响使用寿命。
11、3.芯片码技术缺点：
12、(1)其赋码方式为在钻杆上嵌入包覆保护材料的rfid芯片，而为此必须超过钻杆上现有应力减轻槽/同类环槽深度、以非轴对称方式径向开出足够深度的埋孔或盲孔，从而产生“使钻杆现有强度降低，还使接头质心偏离对称轴、钻进时附加产生偏心振荡”、导致钻杆无法正常工作、并严重影响钻井安全的致命问题；
13、(2)rfid芯片自身没有能源、全靠由外界电磁场感应而获得能量，因而必须也必然要对、能对外界电磁场敏感响应，从而无论在技术原理还是在工艺实现的哪个方面，都从根本上无法抗御防止井下的强磁干扰；
14、(3)而且，rfid芯片本身的电路线宽可至微米级乃至纳米级，如此精密、精细的电路，也使其难以抗御井下高温环境的损伤损坏作用。
15、综上，钢字码、二维码、芯片码等现有钻杆标识技术所未能解决的下列技术问题：
16、1.钻杆赋码载体可靠性问题：
17、被固定附于钻杆之上、赋有包含钻杆标识信息编码的物理载体，其材料性质和实现形式，在井下、井上的工作和流转过程中，有如下四个需要解决的可靠性问题：
18、(1)钻杆赋码载体的信号可靠性问题：赋码载体要使得赋码信号的特性和强度足以保证不被工作环境下钻杆可能沾染的泥浆、泥垢、油污、岩土所遮蔽、阻隔、扭曲、破坏；
19、(2)钻杆赋码载体的机械可靠性问题：赋码载体要足以抗御或防止在钻杆的工作状态、运输状态、维修状态、叠放状态下所可能遇到的磨损、切削、挤压、牵拉等外力作用；
20、(3)钻杆赋码载体的高温可靠性问题：赋码载体要能在经历井下可能高达240°的高温环境后，仍然以原有方式和强度保持原有赋码信息；
21、(4)钻杆赋码载体的强磁可靠性问题：赋码载体要能在经历井下强度可达高斯级至毫特级的强磁环境后，仍然以原有方式和强度保持原有赋码信息。
22、2.钻杆检码信号可靠性问题：
23、(1)钻杆检码装置的读码可靠性问题：在赋码载体的可靠性问题得到保证后，用于检码的信号检测装置，要能在可能包含噪声、干扰的不同检测环境中，都正确检出赋码载体中含有的编码信息；
24、(2)钻杆检码装置的钻杆适应性问题：检码装置要能在钻杆直径变动时，都能按预先设计以手动或自动方式调整装置的检测环孔径，以适应钻杆的不同直径。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于磁电感应的钻杆标识方法，旨在解决钻杆赋码载体可靠性问题和钻杆检码信号可靠性问题。
2、本专利技术解决其技术问题，采用的技术方案是：
3、本专利技术提供了一种基于磁电感应的钻杆标识方法，包括如下步骤：
4、选取若干磁体并对其进行排布，并根据排布关系获取磁体的磁力信息分布，并将排布的磁体固定于预先要求和强度的载体上，作为保持磁体之间姿态和位置关系的磁码基带；
5、选定钻杆唯一身份标识信息，结合磁力信息对载体上的磁体进行组合编码，对载体上磁体进行保留封固和冗余去除操作，制作出包含该钻杆唯一身份标识信息的钻杆磁感标识信号源基带；
6、在钻杆上嵌入制作完成后的钻杆磁感标识信号源基带；
7、为嵌入在钻杆上的钻杆磁感标识信号源基带进行加装保护；
8、构建检测环，并通过检测环对加装保护后的钻杆磁感标识信号源基带进行检测读取，并解译出读取的信息中包含的钻杆唯一身份标识信息。
9、作为进一步优化，所述选取的若干磁体为特定几何形状的钐钴磁铁，特定几何形状是指选取的磁体形状比例形同，且大小不同。
10、作为进一步优化，所述对选取的若干磁体进行排布，是指：将选取的若干磁体的磁力强度由强至弱或由弱至强，以等间距或以间隔2～3个磁体宽度的间距向单一方向排布。
11、作为进一步优化，所述磁力信息包括磁体强弱信息、方向信息和梯度信息。
12、作为进一步优化，所述载体的材料为含聚四氟乙烯材料的载体，载体长度、宽度和厚度均与钻杆既存的应力减轻槽/同类环槽的长度、宽度和深度相适配。
13、作为进一步优化，所述选定钻杆唯一身份标识信息，结合磁力信息对载体上的磁体进行组合编码，对载体上磁体进行保留封固和冗余去除操作，制作出包含该钻杆唯一身份标识信息的钻杆磁感标识信号源基带，包括：
14、若选定的钻杆唯一身份标识信息为一多位数字编码，则先将此数字编码以二进制编码方式表示，通过磁场方向确定起始位磁体，再将此二进制方式编码从首位开始，与磁体逐一对应，通过定义二进制编码中1为有磁体磁信号，0为无磁信号的分布方式，去除编码为0对应的磁体。
15、作为进一步优化，所述在钻杆上嵌入制作完成后的钻杆磁感标识信号源基带，是指：将完成编码的磁感标识信号源基带环形扣入并固定于既存应力减轻槽/同类环槽之中；
16、所述应力减轻槽/同类环槽为每根钻杆出厂时，由工厂默认进行统一加工。
17、作为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于磁电感应的钻杆身份标识方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于磁电感应的钻杆身份标识方法，其特征在于，所述选取的若干磁体为特定几何形状的钐钴磁铁，特定几何形状是指选取的磁体形状比例形同，且大小不同。
3.根据权利要求1所述的一种基于磁电感应的钻杆身份标识方法，其特征在于，所述对选取的若干磁体进行排布，是指：将选取的若干磁体的磁力强度由强至弱或由弱至强，以等间距或以间隔2～3个磁体宽度的预设间距向单一方向排布。
4.根据权利要求1所述的一种基于磁电感应的钻杆身份标识方法，其特征在于，所述磁力信息包括磁体强弱信息、方向信息和梯度信息。
5.根据权利要求1所述的一种基于磁电感应的钻杆身份标识方法，其特征在于，所述载体的材料为含聚四氟乙烯材料的载体，载体长度、宽度和厚度均与钻杆被加工的环形凹槽既存的应力减轻槽/同类环槽的长度、宽度和深度相适配。
6.根据权利要求1所述的一种基于磁电感应的钻杆身份标识方法，其特征在于，所述选定钻杆唯一身份标识信息，结合磁力信息对载体上的磁体进行组合编码，对载体
7.根据权利要求1所述的一种基于磁电感应的钻杆身份标识方法，其特征在于，所述在钻杆上嵌入制作完成后的钻杆磁感标识信号源基带，是指：将完成编码的磁感标识信号源基带环形扣入并固定于既存应力减轻槽/同类环槽之中；
8.根据权利要求7所述的一种基于磁电感应的钻杆身份标识方法，其特征在于，所述为嵌入在钻杆上的钻杆磁感标识信号源基带进行加装保护，是指：将以与磁码基带尺寸相应的不锈钢环带，以机械扣合与粘合剂粘合相结合的方式，对环形凹槽中的钻杆磁感标识信号源基带进行覆盖扣合封固。
9.根据权利要求1所述的一种基于磁电感应的钻杆身份标识方法，其特征在于，所述构建检测环，并通过检测环对加装保护后的钻杆磁感标识信号源基带进行检测读取，并解译出读取的信息中包含的钻杆唯一身份标识信息，是指：
10.根据权利要求9所述的一种基于磁电感应的钻杆身份标识方法，其特征在于，所述检码装置包括手动和自动两种类型，两种类型的检码装置均采用环上磁电感应器件同步向心驱动的方式设计制作感应磁场信号的感应环，手动类型的感应环向心驱动通过手动完成感应，自动类型的感应环由步进驱动装置带动检测环，使钻杆通过检测环圆心，与环上磁感应器件发生相对运动来自动完成感应。
...【技术特征摘要】
1.一种基于磁电感应的钻杆身份标识方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于磁电感应的钻杆身份标识方法，其特征在于，所述选取的若干磁体为特定几何形状的钐钴磁铁，特定几何形状是指选取的磁体形状比例形同，且大小不同。
3.根据权利要求1所述的一种基于磁电感应的钻杆身份标识方法，其特征在于，所述对选取的若干磁体进行排布，是指：将选取的若干磁体的磁力强度由强至弱或由弱至强，以等间距或以间隔2～3个磁体宽度的预设间距向单一方向排布。
4.根据权利要求1所述的一种基于磁电感应的钻杆身份标识方法，其特征在于，所述磁力信息包括磁体强弱信息、方向信息和梯度信息。
5.根据权利要求1所述的一种基于磁电感应的钻杆身份标识方法，其特征在于，所述载体的材料为含聚四氟乙烯材料的载体，载体长度、宽度和厚度均与钻杆被加工的环形凹槽既存的应力减轻槽/同类环槽的长度、宽度和深度相适配。
6.根据权利要求1所述的一种基于磁电感应的钻杆身份标识方法，其特征在于，所述选定钻杆唯一身份标识信息，结合磁力信息对载体上的磁体进行组合编码，对载体上磁体进行保留封固和冗余去除操作，制作出包含该钻杆唯一身份标识信息的钻杆磁感标识信号源基带...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗天杰，马科，沈蓁琳，
申请(专利权)人：四川迈棣辉石油科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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